基于STEM理念下的科學(xué)教學(xué)實(shí)踐

摘 要：不同的教學(xué)理念會(huì)對(duì)教學(xué)實(shí)踐產(chǎn)生不同的影響。STEM理念是由科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)部分構(gòu)成。STEM對(duì)于在教學(xué)實(shí)踐和課程設(shè)計(jì)中的很多問(wèn)題提供了良好的理論指導(dǎo)。通過(guò)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)概念進(jìn)行工程或課題的設(shè)計(jì)，并在這樣的教學(xué)過(guò)程中融合以上四大門類的一種教育理念是STEM的核心。本文以《保護(hù)雞蛋》一課為例，詳細(xì)地論述STEM理念下的具有科學(xué)性的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程。

關(guān)鍵詞：STEM;教學(xué)實(shí)踐;保護(hù)雞蛋

一、 引言

隨著教學(xué)改革創(chuàng)新的不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的先進(jìn)的理念被用于日常的教學(xué)環(huán)節(jié)中。STEM在教學(xué)過(guò)程中起連接貫通作用，當(dāng)教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不僅僅是單一的教學(xué)知識(shí)而是涉及廣泛的生活常識(shí)，教學(xué)理論以及社會(huì)經(jīng)歷時(shí)，它為學(xué)生提供更多的認(rèn)識(shí)世界的可能，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生獲得更多對(duì)于這個(gè)課題或者實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)思考，并在思考和實(shí)踐過(guò)程中，把所有涉及的知識(shí)進(jìn)行串聯(lián)，讓各個(gè)學(xué)科互相聯(lián)系且產(chǎn)生有效互動(dòng)，為各個(gè)學(xué)科的具體教學(xué)設(shè)計(jì)提供科學(xué)的理念指導(dǎo)。

二、 STEM理念對(duì)教學(xué)的作用

STEM理念最先是在美國(guó)提出的，很大一部分原因是美國(guó)的實(shí)用主義哲學(xué)對(duì)STEM理念有直接影響。STEM理念的重點(diǎn)是通過(guò)學(xué)習(xí)去獲得對(duì)生活有益的經(jīng)驗(yàn)并可以在生活中運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決問(wèn)題。STEM理念融入日常教學(xué)中可以讓學(xué)生直觀地感受科學(xué)的解決問(wèn)題的過(guò)程，對(duì)整個(gè)實(shí)踐過(guò)程中所涉及的知識(shí)也有更為深刻的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)實(shí)踐中提倡學(xué)生作為課堂的主體，主動(dòng)積極的參與到教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)中來(lái)，且通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)問(wèn)題時(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。STEM理念和教學(xué)要求在一定程度上不謀而合。同時(shí)，任何理論都不能完全地照搬照抄，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)學(xué)生自身的情況和具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的理念結(jié)合從而達(dá)到理想的教學(xué)效果。

三、 STEM理念在教學(xué)實(shí)踐中的具體運(yùn)用

STEM可以有效提高學(xué)生的創(chuàng)造力，通過(guò)真實(shí)的場(chǎng)景再現(xiàn)可以讓學(xué)生體會(huì)到STEM理念的科學(xué)性、高效性及實(shí)用性。以《保護(hù)雞蛋》一課為例來(lái)進(jìn)行具體的教學(xué)實(shí)踐。課程中首先要了解雞蛋為什么易碎，雞蛋易碎的原因有哪些，如何去動(dòng)手制作一個(gè)雞蛋保護(hù)器，為什么這樣雞蛋不會(huì)破等四個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，在問(wèn)題和實(shí)踐中推進(jìn)學(xué)生對(duì)STEM理念中科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)互相運(yùn)用解決問(wèn)題的思維方式。

（一） 用科學(xué)知識(shí)探究問(wèn)題本質(zhì)

在《保護(hù)雞蛋》中，最為核心的是為什么雞蛋從高處落下后會(huì)碎。導(dǎo)致雞蛋破碎的主要原因是什么？在這個(gè)環(huán)節(jié)，教師通過(guò)介紹重力的基本知識(shí)，讓學(xué)生知道物體在重力的運(yùn)用下是始終向下的。同時(shí)，舉例多種情況下重力對(duì)物體的作用導(dǎo)致的結(jié)果都有哪些，并在拓展舉例的情況下開(kāi)發(fā)學(xué)生的思考問(wèn)題的能力，使得學(xué)生對(duì)物體作用力的科學(xué)知識(shí)有了一定的掌握和理解。

（二） 技術(shù)支撐科學(xué)知識(shí)

在學(xué)生掌握了對(duì)雞蛋保護(hù)最核心的關(guān)鍵就是對(duì)抗重力和減少重力對(duì)雞蛋的影響時(shí)，具體的技術(shù)該如何的運(yùn)用又是緊接著需要解決的問(wèn)題。教師在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生拿出準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)材料，包括：海綿、泡沫、膠帶、橡皮泥、布條、紙盒等，通過(guò)不同的方式對(duì)雞蛋進(jìn)行保護(hù)，在具體的踐行過(guò)程中深刻感受科學(xué)知識(shí)對(duì)技術(shù)的支持，例如：學(xué)生將雞蛋用膠帶固定在紙盒中，使得雞蛋處在一個(gè)懸空的狀態(tài)，以此來(lái)減少撞擊地面時(shí)產(chǎn)生的沖擊力。在具體的技術(shù)操作中，學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)、生活常識(shí)等都有了發(fā)現(xiàn)、辨別、運(yùn)用的能力。同時(shí)在實(shí)踐操作中還有一部分學(xué)生選擇了用海綿和布條包裹在雞蛋上，并在下方墊上泡沫盒，讓雞蛋下落后的受力得到了分散和消解。良好地對(duì)于材料的選擇，通過(guò)一定的技術(shù)操作，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到每個(gè)物體本身所具有的不同特性，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的積極性。

（三） 工程是技術(shù)的集中展示

通過(guò)實(shí)踐技術(shù)做出來(lái)的雞蛋保護(hù)器就是整個(gè)雞蛋保護(hù)工程里最重要的成果。工程為科學(xué)和技術(shù)提供得以施展的平臺(tái)。工程，在教學(xué)中也可以稱之為不同的實(shí)踐課程或者教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)內(nèi)容不斷的推進(jìn)和學(xué)生探索能力的不斷提高，實(shí)踐的難度和所涉及的知識(shí)內(nèi)容也都會(huì)逐漸增加。在《保護(hù)雞蛋》這節(jié)課中，通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)和STEM理念的結(jié)合，讓每位學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)護(hù)蛋器都是理論與技術(shù)最佳的結(jié)合。

（四） 數(shù)學(xué)連接科學(xué)、技術(shù)與工程

每個(gè)雞蛋不同的重量，對(duì)于摔碎的可能性的大小是否有影響;從同樣高度掉落下來(lái)，掉落的速度是多少;有了雞蛋保護(hù)器之后，雞蛋的下降速度有什么改變？圍繞著《保護(hù)雞蛋》的實(shí)驗(yàn)可以提出很多與數(shù)學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)了個(gè)人分析和解決問(wèn)題的能力，對(duì)于實(shí)驗(yàn)做出記錄和對(duì)照。當(dāng)完成保護(hù)器的制作，開(kāi)始測(cè)試保護(hù)器的有效性時(shí)，再次記錄雞蛋在被保護(hù)狀態(tài)下下降時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間。通過(guò)前后的對(duì)比，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)與科學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系。拓寬學(xué)生對(duì)不同學(xué)科的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)問(wèn)題多方面思考的能力，通過(guò)綜合的知識(shí)的積累與運(yùn)用，充分學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)不是一個(gè)孤立的過(guò)程。

四、 總結(jié)

STEM理念充分運(yùn)用到教學(xué)中對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物、學(xué)習(xí)知識(shí)、自我表達(dá)等能力都可以實(shí)現(xiàn)一定程度的提高?？茖W(xué)知識(shí)不但為實(shí)踐提供支持同時(shí)還能夠有效地解決生活中的很多問(wèn)題。STEM理念與教學(xué)相結(jié)合，為教學(xué)提供良好服務(wù)的同時(shí)也為教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)提供了更多的可能性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

石鄭亞，江蘇省常州市，常州市鐘樓區(qū)勤業(yè)新村幼兒園。